地質(zhì)雷達在工程場地地震安全性評價中的實踐分析

段寶林

摘 要： 地質(zhì)雷達在地震安全性評價的深層工程場地探測當(dāng)中有著良好的應(yīng)用前景。本文概述了工程場地地震安全性評價工作，簡單介紹了工程實例以及RAMAC型地質(zhì)雷達探測器，分析了地質(zhì)雷達探測的工作原理和參數(shù)的選擇，探究了工程的測試技術(shù)，并對檢測成果進行分析。

關(guān)鍵詞： 地質(zhì)雷達;工程場地;地震安全性評價

【中圖分類號】P62 【文獻標(biāo)識碼】A 【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.28.008

在地球物理高技術(shù)方法當(dāng)中，地質(zhì)雷達是一種廣受工程技術(shù)人員青睞的技術(shù)方法，在不斷的發(fā)展和應(yīng)用過程中，地質(zhì)雷達已經(jīng)在巖土工程基巖勘察、水文地址調(diào)查、生態(tài)環(huán)境檢測、壩體深部探測以及壩體深部質(zhì)量檢查等諸多領(lǐng)域得到了應(yīng)用，并且取得了比較突出的探測效果。在工程場地地震安全性評價當(dāng)中，應(yīng)用地質(zhì)雷達，能夠?qū)こ虉龅鼗鶐r面分布進行探測，對工程場地是不是存在斷層有重要的判斷作用，在工程場地地震安全性評價當(dāng)中，地質(zhì)雷達發(fā)揮著十分重要的作用。

1 工程場地地震安全性評價工作概述

對未來一段時間內(nèi)工程場地與城市可能受到地震的威脅以及可能達到的程度進行評估，從而為工程進行抗震設(shè)防的建設(shè)提供依據(jù)，對工程已有的抗震可靠性分析提供依據(jù)等，這是工程場地地震安全性評價工作的目的。在這里對工程場地概念的理解是從廣義上來說的。對工程場地地震安全性評價是建立在一定的基礎(chǔ)上的，在對地震學(xué)、地質(zhì)學(xué)、地震工程學(xué)綜合進行研究之后，以此作為基礎(chǔ)，對工程場地地震安全性進行評價，需要對工程結(jié)構(gòu)抗震設(shè)防技術(shù)和方法進行綜合全面的考慮，需要對提高的抗震設(shè)防要求進行考慮，是科技應(yīng)用性比較強的工作。工程場地地震安全性評價工作范圍和不斷擴展的深度，需要對工程場地地震安全性評價方法和技術(shù)進行不斷的完善[1]。工程場地地震安全性評價的發(fā)展從簡單到不越來越復(fù)雜，從開始的以經(jīng)驗分析為主，到后來把經(jīng)驗分析與理論計算分析結(jié)合起來，從應(yīng)用在個別實踐的探索到行業(yè)應(yīng)用的規(guī)范化，再到應(yīng)用的普遍性。

2 工程簡介以及RAMAC型地質(zhì)雷達探測器

某工程場地處某市，工程建筑的總面積在490000平方米。該項目是某市比較重要的工程。這項工程需要對整個工程的場地進行地質(zhì)情況的探測，在對工程場地進行探測時，需要根據(jù)工程場地的形狀、大小、工程場地的實際條件來進行布置，從而對工程場地是不是有斷裂經(jīng)過進行探測。用到的探測設(shè)備是地質(zhì)雷達，地質(zhì)雷達是瑞典公司生產(chǎn)的RAMAC型，RAMAC型地質(zhì)雷達在設(shè)計上是全數(shù)字化便攜式，RAMAC型地質(zhì)雷達在內(nèi)部設(shè)置了微計算，還有專用的DSP處理器。在實際應(yīng)用中，RAMAC型地質(zhì)雷達有著比較顯著的優(yōu)勢，RAMAC型地質(zhì)雷達比較的輕便，有著比較高的自動化程度，有著比較穩(wěn)定的信號，比較快的檢測速度，有著十分高的分辨率等。在對中心頻率進行選擇時，選用50MHz的低頻天線。在應(yīng)用RAMAC型地質(zhì)雷達進行工程場地探測時，能夠進行點測，也能進行連續(xù)測量。在探測過程中能夠?qū)崟r把實測的剖面顯示出來，并且能夠與PC機或者工作站進行連接，從而能夠傳輸數(shù)據(jù)，在PC機或者工作站上進行地質(zhì)雷達后期資料數(shù)據(jù)處理[2]。

3 地質(zhì)雷達探測的工作原理

探地雷達探測是一種物探方法，在工程場地應(yīng)用的過程中，主要的基礎(chǔ)是被探測的工程場地物體內(nèi)部存在的不同介質(zhì)的差異的介電常數(shù)。探地雷達探測是通過不斷對地下發(fā)射高頻電磁波脈沖，從而來對地下介質(zhì)中存在的異常情況進行檢測。當(dāng)天線沿著地面移動的過程中，會對地下不同掃描波曲線的位置進行記錄，從而這樣就形成了地質(zhì)雷達的探測記錄。地質(zhì)雷達的基本探測原理，首先通過天線的發(fā)射可以向地下不斷發(fā)射高頻電磁波脈沖，高頻電磁波脈沖在向地下傳播的過程中，當(dāng)遇到介質(zhì)的不同地層的分界面時，就會有反射回波信號的產(chǎn)生，反射回波信號被接收天線將其接收，并將接收的反射回波信號傳入主機，做好記錄和顯示，之后在經(jīng)過地質(zhì)雷達后期資料數(shù)據(jù)處理，進行反演解釋，就可以得到地下不同地層介質(zhì)中的異常物體，或者可以得到地質(zhì)體的分布情況，以及地質(zhì)體分布的深度位置等參數(shù)[3]。

4 參數(shù)的選擇

在地震安全性評價過程中，對工程場地的探測最為主要的探測目的，就是要探測工程的場地是不是有斷裂經(jīng)過，對工程場地的探測深度有著比較高的要求，這就需要在選用中心頻率時，要選擇50MHz的低頻天線。對于發(fā)射天線和接收天線而言，需要將其進行組合，組合在一起以后會使發(fā)射天線和接收天線的抗干擾能力增強。對于時窗的選擇來說，最大探測深度Z與地層電磁波速度V有著主要的決定作用，時窗長度的公式為W=1.3*2*Z/V。對于測量工作方式的選擇，需要根據(jù)高頻天線的特點來進行，可以利用連續(xù)測量的方式來進行工作。對于工程場地的探測精度而言，測點間距有著十分重要的影響，因此對于測點的間距，可以通過實驗得出，在某市該工程場地進行了相關(guān)測點間距的實驗，選取了測點間距為0.2米，測點間距為0.4米，測點間距為0.6米，測點間距為0.8米以及1.1米來進行實驗，經(jīng)過實驗分析處理以后，發(fā)現(xiàn)測點間距是0.8米時探測的效果是最佳的，于是通過實驗得出測點間距是0.8米。

5 工程的測試技術(shù)

對于某市工程而言，在對工程場地進行測試的過程中，根據(jù)工程場地的實際情況，共布置了3條測線來進行工程場地的測試，主要測試工程場地有沒有斷裂經(jīng)過，測試的過程中，對3條測線分別進行測試，并分別做好測試的即時記錄。對于中心頻率進行選擇，天線為50MHz，發(fā)射天線和接收天線的間距為1.1米，當(dāng)天線的間距為1.1米時，為了能夠?qū)こ虉龅氐牡刭|(zhì)情況有更好的反映，對記錄點的選擇距離為0.1米。采樣的點數(shù)設(shè)為528，在記錄的過程中窗長度為850ns，根據(jù)資料中電磁波在介質(zhì)當(dāng)中的傳播參數(shù)表，并且對工該程場地地層的剖面特征進行綜合全面的考慮，對雷達波速的中值選取為0.10m/ns。

6 對檢測成果進行分析

經(jīng)過地質(zhì)雷達后期資料數(shù)據(jù)的處理，能夠全面客觀地對雷達圖像中各種雷達波組的特征進行分析，根據(jù)地質(zhì)雷達剖面解釋，能夠得到整個測區(qū)的成果圖。從地質(zhì)雷達對測線1、測線2以及測線3所產(chǎn)生的地質(zhì)剖面圖進行分析，能夠看出場地沒有斷裂通過。

結(jié)束語：在探測工程場地地質(zhì)情況的過程中，地質(zhì)雷達具有高效、高精度、快速、實時圖像的優(yōu)勢，發(fā)揮著十分重要的作用，有著非常良好的實用效果。

參考文獻

[1] 田志飛， 賈杰南， 趙毅博.隧道巖溶區(qū)淺層地震及地質(zhì)雷達綜合預(yù)報應(yīng)用研究[J].水利科技與經(jīng)濟， 2018， 24（5）：32-38.

[2] 鄭滔.TRT與地質(zhì)雷達，紅外探水法在隧道施工中的應(yīng)用[J].冶金叢刊， 2019， 4（23）：41-42.

[3] 馬金彪.滬昆高速鐵路朱砂堡1^#隧道超前地質(zhì)預(yù)報方法研究[J].巖土工程技術(shù)， 2018， v.32;No.158（4）：25-30.